
【计】 sequence control register
顺序控制寄存器(Sequential Control Register)是计算机处理器或数字系统中用于管理指令或操作执行顺序的一种专用寄存器。其核心功能是存储下一条待执行指令的地址或当前操作序列的状态信息,确保系统按预设流程逐步执行任务。
指令地址存储
作为程序计数器(Program Counter, PC)的核心组件,顺序控制寄存器保存即将被提取和执行指令的内存地址。处理器每完成一条指令,寄存器内容自动更新指向下一条指令地址(顺序执行或跳转后地址)。
微程序控制
在微程序控制的CPU中,该寄存器存储当前微指令地址,驱动控制存储器(Control Store)输出微操作信号,协调数据通路部件按步骤工作。
状态机实现
在硬件状态机设计中,寄存器内容代表当前状态编码,通过状态转移逻辑决定下一状态,实现操作序列的时序控制。
计算机体系结构经典教材
David A. Patterson与John L. Hennessy所著《计算机组成与设计:硬件/软件接口》详细阐释程序计数器作为顺序控制核心的作用(Sec 4.2: Logic Design Conventions)。
IEEE标准文献
IEEE Std 610.10-1994《微处理器术语标准》明确定义顺序控制寄存器为"存储指令序列控制信息的寄存器"(Sec 3.1.45)。
处理器技术手册
ARM Cortex-M系列参考手册(ARM DDI 0403E)描述程序计数器(R15)的自动递增机制与分支预测实现(Ch. B1.3: Program counter)。
关键公式
程序计数器更新逻辑可表示为:
$$
text{PC}{next} = begin{cases}
text{PC}{current} + delta & text{(顺序执行)}
text{Branch_target} & text{(跳转指令)}
end{cases}
$$
其中 $delta$ 为指令长度(字节数),Branch_target 由指令译码单元生成。
顺序控制寄存器是计算机中央处理器(CPU)中的一种专用寄存器,主要用于管理和控制指令的执行顺序。以下是详细解释:
基本定义
顺序控制寄存器属于CPU控制部件的一部分,其核心功能是跟踪和指示下一条待执行指令的地址。它通过存储程序计数器的值(PC, Program Counter),确保指令按预设顺序逐条执行。
核心作用
相关寄存器示例
在CPU中,与顺序控制密切相关的寄存器包括:
工作原理
以执行一段代码为例:CPU从内存读取指令时,首先通过顺序控制寄存器获取指令地址,完成操作后,寄存器地址自动更新。若遇到条件跳转(如if
语句),则根据判断结果修改寄存器内的地址值。
扩展补充:现代CPU可能采用多级流水线设计,此时顺序控制寄存器还需协调不同流水段之间的指令顺序,避免冲突。该机制直接影响程序的执行效率和正确性。
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